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Zwei- oder Viertaktmotor mit Kurbelgehäusepumpe. Die Erfindung betrifft
eine Anordnung an Zwei- und Viertaktmotoren, durch welche die Leistungsfähigkeit
der letzteren bedeutend erhöht wird.
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Es sind bereits Zwei- und Viertaktmotoren bekannt geworden, bei denen
ohne Verwendung einer besonderen Pumpe lediglich durch den Arbeitskolben zunächst
beim Abwärtshub eine Torkompression iin Kurbelgehäuse und darauf beim Aufstieg des
Arbeitskolbens die Endkompression im Arbeitszylinder stattfand, in welchen das Brennstoffluftgemisch
nach Auspuff der von der vorhergehenden Explosion herrührenden Gase inzwischen übergetreten
war. Derartige Motoren waren aber noch mit einem doppelten Fehler behaftet, denn
erstens besaßen sie kein zwangläufig gesteuertes Auspuffventil und auch kein Übertritts-
oder Rückschlagventil in der Verbindungsleitung zwischen Kurbelgehäuse und Arbeitszylinder.
Durch den Fortfall des Auspuffventiles war die Möglichkeit geschaffen, daß nicht
nur die verbrannten Gase, sondern auch ein wenn auch kleiner Teil des vorkomprimierten
Brennstoffluftgemisches mit den ersteren entweicht, so daß also Verluste an Brennstoff
eintreten. Durch den Fortfall des Übertrittsventiles imVerbindungskanalzwischen
dem Kurbelgehäuse und dem Arbeitszylinder wird ein zu frühes Einströmen des vorkomprimierten
Gemisches in den Arbeitszylinder herbeigeführt; beide Fehler addieren sich somit
hier in gewisser Beziehung. Die Erfindung beseitigt nun diese Übelstände durch Anbringung
eines zwangläufig von der Motor- oder Nockenwelle aus gesteuerten Auspuffventiles
und eines Rückschlagventiles in der Verbindungsleitung zwischen Kurbelgehäuse und
Arbeitszylinder, wodurch der Wirkungsgrad des Motors, bei gleichen Abmessungen wie
früher, erhöht wird.
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Die Steuerung der beiden Ventile wird gemäß der Wirkungsweise des
Motors derart geregelt, daß die vollständige Ausspülung des Zylinders ohne Verlust
an Gemisch erreicht wird.
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In der Zeichnung ist diese Ventilanordnung an einem Zweitakt- und
Viertaktmotor als Beispiel schematisch dargestellt und zeigt Abb. z die Anordnung
in Verbindung mit einem Zweitaktmotor, Abb. 2 die gleiche Anordnung bei veränderten
Verbindungskanälen, Abb. 3 die Anordnung bei einem Viertaktmotor.
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Bei der Anordnung nach Abb. z besitzt der Arbeitszylinder A ein von
der Motor- oder Nockenwelle zwangläufig gesteuertes Auspuffventil K sowie einen
Verbindungskanal IV' zwischen dem Kurbelgehäuse F und dem Arbeitszylinder
A ; der Verbindungskanal 1L1' erhält kurz vor dem Eintritt in den Arbeitszylinder
A ein Rückscblagventil IM.
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Es ist zunächst vorausgesetzt, daß das Kurbelgehäuse mit karburiertem
Brennstoffluft gemisch beschickt wird und daß durch die Öffnung L reine Luft
in den Zylinder A eintritt.
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Die Arbeitsweise dieser Maschine ist folgende Der Kolben B befinde
sich in seiner oberen Endstellung, so daß die Zündung des Explosivgemisches erfolgen
kann. Unter der Wirkung der Explosionsgase bewegt sich der Kolben B nach abwärts.
Gegen das Ende der Kolbenbewegung zu öffnet sich das oben am Arbeitszylinder A angeordnete
Auslaßventil K, so daß die verbrannten Gase entweichen, worauf der Kolben, sobald
er in die Nähe des unteren Totpunktes gekommen ist, den Kanal L freigibt, durch
welchen ein niedriggespannter Spülluftstrahl eintritt, der durch ein beispielsweise
von der Motorwelle angetriebenes kleines Gebläse oder durch eine andere geeignete
Vorrichtung geliefert wird. Während der Zeit, die der Kolben beim Hin- und Hergang,
d. h. beim Nieder- und Hochgang zum Durchlaufen der die senkrechte Höhe des Kanals
L darstellenden Entfernung x-y braucht, dauert der Auspuff der verbrannten Gase
durch das Ventil K an, wobei er noch durch die durch den Kanal L in den Zylinder
einströmende Luft gefördert wird.
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Sobald der Kolben anfängt wieder nach oben zu gehen, erreicht er den
Kanal L, und das Ventil K schließt sich. In diesem Augenblick erfolgt die Öffnung
des gesteuerten Ventiles M, das durch den Kanal 1V1' den über dem Kolben
befindlichen
Arbeitszylinder A mit dem unterhalb des Kolbens gelegenen abgedichteten Kurbelgehäuse
F in Verbindung setzt.
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Sobald der Kolben zu steigen beginnt, schließt er den Kanal
L, und das Ventil K schließt sich ebenfalls. Sobald der Kanal L und
das Ventil K geschlossen sind, öffnet sich das Ventil M des Kanals 1<T, wodurch
die Verbindung des Zylinders A mit dem Innern des dicht abgeschlossenen Kurbelgehäuses
F hergestellt wird.
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Infolge dieser Verbindung kann eine gewisse Menge Brennstoffluftgemisch
in den Zylinder A eintreten, welche während der vorhergehenden Aufwärtsbewegung
des Kolbens durch den von dem Kolben oder einem andern Organ am Ende seiner Aufwärtsbewegung
freigelegten Kanal 0 eingesaugt worden ist. Dieses so eingesaugte Gemisch wird während
des Abwärtsganges des Kolbens auf einen bestimmten Druck vorkomprimiert, da der
Kolben lang genug ist, um den Kanal 0 abzuschließen, sobald er sich wieder nach
unten bewegt.
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Der Übertritt von mit Brennstoff vermischter Luft vom Kurbelgehäuse
F nach dem ZylinderA wird dadurch möglich, daß die in dem Zylinder A enthaltene
Luft im Augenblick der Öffnung des Ventils M - welche erst erfolgt, nachdem der
Kanal L geschlossen ist - eine Spannung besitzt, welche nahezu der atmosphärischen
Spannung gleich ist, während das im Kurbelgehäuse befindliche Brennstoffluftgemisch
eine Spannung von mehreren Atmosphären besitzt, denn die Expansion im Kurbelgehäuse
bis zum Schluß d.es Kanales L ist viel zu gering, um irgendwelchen nennenswerten
Einfluß auf die Vorkompression im Kurbelgehäuse F auszuüben.
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Die Maschine kann auch so betrieben werden, daß lediglich reine Luft
in das Kurbelgehäuse F gesaugt und diese vorverdichtet durch den Kanal M' in den
Zylinder gedrückt und daß das karburierte Gemisch durch den Kanal L eingeführt wird,
so daß die vorkomprimierte Luft ganz allein zum Ausspülen des Zylinders dient. Die
Öffnung des Ventils M findet erst statt, nachdem das Auspuffventil K sich geöffnet
hat; der Kanal L wird aber erst geöffnet, wenn die Ventile M und K sich wieder geschlossen
haben. Die derart durch die vorkomprimierte Luft vorgenommene Ausspülung des Zylinders
wird sehr vollkommen sein, und der Umstand, daß Brennstoffluftgemisch erst dann
durch den Kanal L in den Zylinder eingeführt wird, wenn das Ventil K bereits geschlossen
ist, verhindert jedes Mitreißen von Brennstoff in den Auspuff.
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Abb. 3 zeigt einen Viertaktmotor gemäß der Erfindung. Dieser Motor
ist mit ähnlichen Vorrichtungen versehen wie der Zweitaktmotor nach Abb. i ; außerdem
erhält er aber noch ein Einlaßventil S. Die Ventile S, K, M werden auch hier gesteuert.
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Vorausgesetzt nun, es ist Frischluft in das Kurbelgehäuse eingelassen
und Brennstoffluftgemisch wird durch das Ventil S in den Zylinder A eingeführt,
so ist die Wirkungsweise des Motors folgende Beim ersten Abstieg des Kolbens unmittelbar
nach der Explosion wird die durch den Kanal 0 in das Kurbelgehäuse F eingesaugte
Luft komprimiert, und das Auspuffventil K öffnet sich. Sobald der Kolben B in seinem
unteren Totpunkte angekommen ist, öffnet sich das Ventil M, und die im Kurbelgehäuse
F angesammelte Druckluft treibt die verbrannten Gase aus dem Zylinder A aus. Beim
Aufstieg des Kolbens werden die Abgase durch das geöffnete Ventil K ausgestoßen.
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Mährend des zweiten Abstieges des Kolbens wird Brennstoffluftgemisch
durch das Ventil S angesaugt, während gleichzeitig die im Kurbelgehäuse F vorhandene
Luft komprimiert wird. Ist der Kolben wieder am unteren Totpunkte angelangt, so
schließt sich das Einströmventil S für das Brennstoffluftgemisch. Das Ventil Al
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öffnet sich, und es beginnt zwischen Zylinder und Kurbelgehäuse ein Druckausgleich.